氫能（néng） 未（wèi）來能源已來

 氫能（néng），被冠（guàn）以未來能源、終極能源的（de）美譽，仿佛離我（wǒ）們還非常遙遠。實（shí）際上，氫能已經（jīng）走進了我們的生活。

 

目前，一些（xiē）城市的人們或許已經乘上了氫（qīng）能動力的公共汽車（chē），或者開始采用氫燃料重型卡車來運送貨物。中國氫（qīng）能（néng）聯盟理事長（zhǎng）淩文預計，到2050年（nián），氫能在我（wǒ）國將（jiāng）實現大規模應用，其（qí）在能（néng）源結（jié）構中占比有望達到10%以上。

 

最有前途（tú）的能源

 

氫，在元素周期表中位列第一，是目前已知（zhī）最（zuì）小的原子。氫也是宇宙中分布（bù）最廣泛的（de）物質，宇宙質量的75%都是氫。

 

氫有什（shí）麽特點（diǎn）呢？它的燃燒熱值（zhí）高。除核燃料以外，氫的燃燒熱（rè）值居各種燃料之首，是液化石油氣的2.5倍，汽油的（de）3倍。並且，氫是零碳的。它燃燒生成水，水電（diàn）解又可以生成氫，是一種可循環使用的清潔能源。

 

“如果說風電、光伏發電是當前新（xīn）能源行業（yè）的主導力（lì）量，氫能源就是能源（yuán）領（lǐng）域的未來之星。”中國科學技術協會主席萬鋼（gāng）表示，氫能（néng）非常符合全（quán）球能源發展的新趨勢，被行業譽為（wéi）21世紀最有前途的能（néng）源之一。

 

在（zài）人類發展史中，能源利用（yòng）方式的轉型和變（biàn）革貫（guàn）穿期間。最初（chū），火的發（fā）現開啟了人類文明的源頭。柴火使食（shí）物的（de）能量（liàng）密度得以提高（gāo），人類因此可（kě）以通過短時間進食獲取足夠高的能量。而以（yǐ）煤為動力的蒸汽機的使用，開（kāi）啟了人類工業化進程，使（shǐ）人類的生產率得（dé）以大幅提升。隨後，石（shí）油、天然（rán）氣的（de）使用大大提升了人類活動半徑。人（rén）們（men）的交往更為頻繁，交通更為便利。

 

“這（zhè）其（qí）實就是一（yī）個減碳加氫的過程，也是人類能源利用方式（shì）演（yǎn）變的總體趨勢。”國家科技部原部長徐冠華表示。

 

“這個大方向，是向（xiàng）更加清潔、低碳的能源轉型（xíng）。”淩文說，目前可再生能源比重的大（dà）幅上升，表明全球能源轉型的過程已經開始加速。

 

比（bǐ）如煤（méi）是高碳能源，以碳元素為主，含有少量氫、硫、氮等元素。石（shí）油的主要（yào）成分是丙烷(C3H8)和丁烷(C4H10)，氫的比重逐步上升。到了51吃瓜网，主（zhǔ）要成分為甲烷(CH4)，碳原子和氫原子的比重達到了1∶4。

 

而越來越多的研（yán）究發現，氫（qīng）的來源非常廣泛，既可借助傳統化石能源如煤炭、石油、51吃瓜网等用低碳（tàn）化技術製取，也可以通過風（fēng）電、光伏、水電等可再生能源（yuán）製（zhì）備。同時，氫的利用形式很多樣，可以通（tōng）過燃燒產生熱能，在熱力（lì）發動機中產生機械功，並（bìng）且用（yòng）氫代替煤和（hé）石油，不需對現有技術裝備作重（chóng）大改造；此外，又可以作為能源用於燃料電池直接產生電（diàn）能，為燃料電池車、分布式發（fā）電設施提供（gòng）動力（lì）。它還可以儲存，能夠實（shí）現持續供應、遠距離（lí）輸送。

 

因此，氫能被冠之以（yǐ）未來（lái）的能源、終極能源（yuán）的稱呼（hū）。中（zhōng）國氫能聯盟戰略指導委員會常務副主任幹勇表示，氫能將成為改變傳統能源的終極目標，發展氫能產業是人類能源結構調整（zhěng）和產業（yè）結構轉型的必由之（zhī）路。

 

各國加快探索

 

事實上，世界各國已經紛紛啟動對氫（qīng）能的研究和嚐試。並且，在前些年遠景（jǐng）規劃的基礎上，一些有規（guī）模的試點業已啟動，氫能產業鏈開始逐步顯現。

 

在美國，有關部門2001年（nián）就曾勾畫（huà）出氫能發展的藍圖：在未來的氫經濟中，美國將擁（yōng）有安全、清潔以（yǐ）及繁榮的氫能產業，美國消（xiāo）費者將像現在獲取汽油、51吃瓜网或（huò）電力那樣方（fāng）便地獲取氫能。2003年，美（měi）國宣布啟動總額超過12億美（měi）元的氫燃料計劃。

 

目前，美（měi）國已經從政策的評估、製定轉向以技術研發、示範為起點（diǎn）的係統化實施階段。2017年，在美國加利福尼亞州，殼牌石油與豐（fēng）田合作，在當地建立了7座加氫站，使（shǐ）全州的加氫站數量增（zēng）加到（dào）了25座。一個擁有5座加氫站的供應商甚至宣布，他們提供的氫氣每公斤少於10美元，這（zhè）一（yī）定價被看作氫能定價的關鍵裏程碑。

 

在歐洲，歐盟25國促成的歐洲研究區專家認為（wéi），到2020年，成員國中會有5%的新型汽車和2%的（de）船舶使用氫能產（chǎn）品；到2030年後，其市（shì）場占有（yǒu）率不斷提高（gāo），預計屆時氫能（néng）製造主要來自於可再生能（néng）源（yuán）和先進的核能（néng）。其中（zhōng），德國在氫能和燃料（liào）電池（chí）技術上處於領先地位。德國製定並執行了嚴格的氫能法規和標準，涉及（jí）氫能的生產、運輸、加注、車輛的使用和購買等。2017年（nián），寶（bǎo）馬、奔馳等車企已開始商業化發展氫燃料電池汽車。

 

日本（běn）因自身能源缺乏，非常重視新（xīn）能（néng）源開發，也是（shì）最早係統製定氫能發展規劃的國家。日本1993年啟動世界能（néng）源網項目，其（qí）目（mù）標是構建一個環球能源網絡以實現氫能的高效供應、輸送和利用。

 

日本新能源與工業（yè）技術發展機構氫（qīng）能主（zhǔ）任大平英二在中國（guó）氫能源及燃料電池產業高峰論壇上表示，氫能已經成為日（rì）本的基本戰略，成（chéng）為全球首個國（guó）家戰略。2050年，日本希望將氫氣作（zuò）為可再（zài）生能源後的另一種新能源，並且（qiě）製定了使氫氣價格從2030年的3美元/千克（kè）降至2050年2美元/千克的目標（biāo）。

 

突破與挑戰並存

 

幹勇表（biǎo）示，氫能（néng）在交通領（lǐng）域的應用將會（huì）率先突破，尤其是重型卡車采用氫燃料（liào）電池，在運（yùn）行環境和運行成本，包括（kuò）續駛裏程和（hé）加氫時間上擁有不錯的前景。

 

2016年3月份，我國（guó）製（zhì）定的《能源技術（shù）革命創新（xīn）行動計劃（2016-2030年）》提出，把可再生能源製氫、氫能與燃料電池技術創新作為重點任務；把氫的（de）製取、儲運及加氫（qīng）站等方麵的（de）研發（fā）與攻關、燃料電池分布式發電等作為氫能與燃料電池技術（shù）創新的戰略方向；把大規模製氫技術、分布式製氫技術、氫氣儲運技（jì）術、氫能燃料（liào）電池技術等列為（wéi）創新行動。

 

2017年，科技部和交（jiāo）通（tōng）運（yùn）輸部出台的《“十三五”交通領域科技創新專項規（guī）劃》明確提出，推進氫氣儲運技術（shù）發展，以及（jí）加氫站建設（shè）和燃料電池汽車規模示範，形成較（jiào）完整的加氫設施配套技術與（yǔ）標準體係。

 

在這個背景下，我國氫能產業的商業化步伐正不斷加（jiā）快，一些地方和能源企業紛紛布局氫能項目。

 

2018年1月份，武漢市氫能產（chǎn）業發展規劃建議（yì）方案出爐（lú）。該規劃建議，到（dào）2025年，力爭氫能燃料電池全產業（yè）鏈年產值突破1000億元，成為世界級新型氫能城市。

 

2022年，北京和張家口將聯合舉辦第24屆冬奧會。在冬奧會的規劃中，將大量采用清（qīng）潔的氫能源汽車用於通勤、物流。為此，張（zhāng）家口已經引入了70多輛氫能源公交車；與此同時，引入了多家企業生產氫燃料電池，並與國家能源集團探討設立製氫和加氫設施，以期建立（lì）起氫能產業鏈。

 

然而，這僅是萬裏長征（zhēng）的第一步（bù）。據統計，2017年我國氫氣產量約為2100萬噸，其（qí）中用於生產合成氨、甲醇的原料氫占比（bǐ）約65%，用於石油煉製加氫等的占比約33%，工（gōng）業氫氣占比約2%，用作氫能載體仍僅為示範性工程（chéng）。

 

萬鋼表示，與發達國家相比，我國（guó）在燃料（liào）電（diàn）池基礎研究和技術發展、氫能裝備製造等方麵仍相對滯後，特別是一些關鍵技術與國外仍存在差距，產業鏈較為薄弱。在（zài）基礎設施方麵，製氫、供氫和加氫的係統先進性有（yǒu）待提升，製氫成本有待降低，氫設施標準落後等也製約著產業發展（zhǎn）。

 

中國航天科技101所副總工程（chéng）師劉玉濤表示，儲氫、運氫（qīng）中的“卡脖（bó）子”問題可以考慮用液化氫的方式解決。

 

他介紹，目前采用進口的氫氣傳感（gǎn）器，監測時間要在幾秒左右，而中國航天級傳感器的監（jiān）測時間已經能做到1秒左右。在儲氫環節，對（duì）於能實現大規模存儲、遠距離輸送的液態氫，早在上世紀60年代中國就能大規模生產（chǎn）。液化（huà）氫的產業化、規模化將會（huì）成為氫能產業發展的一大推動（dòng）因素（sù）。

 

變化已經開始，未來正向我們走來。國際氫能委員會預計，到2050年，氫能可以滿足全球能源總需（xū）求的18%或全（quán）球一次能源總需求的12%，氫能及氫能技術相關（guān）的市場規模將超過2.5萬億美元。

 

來源：經濟日報